王家峰

(陜西地建土地勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司, 陜西 西安 710075)

0 引言

城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤(以下簡(jiǎn)稱增減掛鉤)是指依據(jù)土地利用總體規(guī)劃,將若干擬整理復(fù)墾為耕地的農(nóng)村建設(shè)用地地塊(即拆舊地塊)和擬用于城鎮(zhèn)建設(shè)的地塊(即建新地塊)等面積共同組成建新拆舊項(xiàng)目區(qū)(以下簡(jiǎn)稱項(xiàng)目區(qū)),通過建新拆舊和土地整理復(fù)墾等措施,在保證項(xiàng)目區(qū)內(nèi)各類土地面積平衡的基礎(chǔ)上,最終實(shí)現(xiàn)增加耕地有效面積,提高耕地質(zhì)量,節(jié)約集約利用建設(shè)用地,城鄉(xiāng)用地布局更合理的目標(biāo)[1]。眾多學(xué)者對(duì)增減掛鉤進(jìn)行了深入研究,其中,焦思穎對(duì)增減掛鉤節(jié)余指標(biāo)跨省域調(diào)劑實(shí)施辦法進(jìn)行了解讀,全面分析了資源配置、指標(biāo)使用和監(jiān)管責(zé)任制度等[2];任建福以縣級(jí)單元為研究對(duì)象,構(gòu)建了拆舊地塊選址的評(píng)價(jià)模型[3];李運(yùn)健利用無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)建立了一套檢查增減掛鉤耕地指標(biāo)的體系并達(dá)到了預(yù)期效果[4];馬顯光對(duì)增減掛鉤項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備和后期實(shí)施進(jìn)行了詳細(xì)描述并歸納總結(jié)了勘測(cè)中的注意事項(xiàng)[5];李家寶從測(cè)繪范圍、內(nèi)容、技術(shù)和體制4個(gè)維度對(duì)增減掛鉤機(jī)制進(jìn)行了全面分析[6];陳磊利用ArcGIS在增減掛鉤項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了地塊自動(dòng)編號(hào)并提高了工作效率[7];汪睿君以鎮(zhèn)級(jí)單元為研究對(duì)象,利用地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)分析方法得出了三類供給和需求的適宜區(qū),實(shí)現(xiàn)了逐級(jí)關(guān)聯(lián)的掛鉤聯(lián)動(dòng)方案[8];馬威編程實(shí)現(xiàn)了ArcGIS的shp格式與國(guó)土資源管理常用的界址點(diǎn)坐標(biāo)格式的相互轉(zhuǎn)換,提高了增減掛鉤數(shù)據(jù)處理的效率[9]。目前,關(guān)于“3S”技術(shù)[全球定位系統(tǒng)(global positioning system,GPS)、遙感(remote sensing,RS)、GIS]在增減掛鉤中調(diào)查的具體應(yīng)用尚缺乏系統(tǒng)的研究。調(diào)查工作主要分為以下三個(gè)部分：一是內(nèi)業(yè)確定項(xiàng)目區(qū)范圍及其分布;二是實(shí)地踏勘確定拆舊地塊權(quán)屬、面積、人口、戶數(shù)及其搬遷類型等;三是根據(jù)外業(yè)踏勘數(shù)據(jù)形成最終測(cè)繪成果。常用的野外踏勘方法主要是通過利用全站儀、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)(real time kinematic,RTK)和手持GPS進(jìn)行野外踏勘測(cè)量,也有學(xué)者對(duì)無人機(jī)在增減掛鉤項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要目的是通過獲取分散地塊的正射影像完成野外測(cè)繪工作[10]。由于拆舊地塊范圍分布廣且較為分散,地形地貌較為復(fù)雜,常常需要多次根據(jù)地形設(shè)置基準(zhǔn)站、局部困難地段無法到達(dá)等情況,給調(diào)查工作帶來了諸多不便。

鑒于此,論文基于“3S”技術(shù)利用其各自的優(yōu)點(diǎn),提出了一種新的調(diào)查方法。本文以商南縣為例,詳細(xì)地介紹了該方法并最終達(dá)到了預(yù)期效果。

1 研究區(qū)概況

商南縣位于陜西省東南部東經(jīng)110°24′～111°01′,北緯33°06′～33°44’,南北長(zhǎng)約72 km,東西寬約58 km,面積約2 307 km2,總?cè)丝诩s24.6萬。境內(nèi)以低山丘陵為主體的山區(qū)約占總面積的77%,地勢(shì)西南部和北部較高,東南部和中部較低。屬于典型的山區(qū)河谷型城市。由于受限于河流山谷、地形地貌、生態(tài)環(huán)境等因素,建設(shè)用地供需矛盾較為突出[11]。實(shí)踐證明,實(shí)施增減掛鉤項(xiàng)目不僅可以有效促進(jìn)耕地保護(hù)和節(jié)約集約用地,而且還可以化解建設(shè)用地供需矛盾的難題。論文以商南縣為例,對(duì)“3S”技術(shù)在增減掛鉤項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 “3S”技術(shù)在增減掛鉤中的應(yīng)用

“3S”技術(shù)是GIS、GPS和RS的集成技術(shù)。GIS具有強(qiáng)大的空間分析和信息查詢能力,可以為GPS導(dǎo)航定位提供信息;GPS可以為地理信息和遙感提供精密、快速的定位服務(wù);RS技術(shù)可以快速采集地理數(shù)據(jù),為GIS提供及時(shí)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)源,尤其是遙感影像可以為GIS的空間分析提供數(shù)據(jù)支撐?！?S”技術(shù)在增減掛鉤項(xiàng)目中的作業(yè)流程為前期準(zhǔn)備、實(shí)地調(diào)查和數(shù)據(jù)建庫。

2.1 前期準(zhǔn)備

2.1.1收集資料

前期收集的資料主要有政府下發(fā)的有關(guān)增減掛鉤的文件、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村主管拆舊地塊的聯(lián)系人及其電話、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)前期摸底調(diào)查的名單。在項(xiàng)目實(shí)施之前,政府會(huì)召開增減掛鉤項(xiàng)目推進(jìn)會(huì),政府下發(fā)的文件有助于工作的開展;實(shí)地調(diào)查時(shí)需要各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主管協(xié)助調(diào)查;摸底名單就是外業(yè)調(diào)查的大致范圍。

2.1.2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

自然資源部已全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(China geodetic coordinate system 2000,CGCS2000),因此需要將年度變更數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為CGCS2000坐標(biāo)系,論文中采用商用軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化,以保證其轉(zhuǎn)換的正確性。

2.1.3確定拆舊地塊的范圍

拆舊地塊原地類為建設(shè)用地方可符合項(xiàng)目選址要求,在ArcGIS中可以快速選定外業(yè)擬調(diào)查的圖斑。首先,在ArcGIS中導(dǎo)入年度變更數(shù)據(jù)按照建設(shè)用地的地類編碼將其單獨(dú)導(dǎo)出為一個(gè)shp圖層;其次,利用Toolbox工具箱將該圖層導(dǎo)出為kml;最后,將kml導(dǎo)入到奧維互動(dòng)地圖[12]或者Google Earth[13]中,方便外業(yè)實(shí)地調(diào)查。

2.2 實(shí)地調(diào)查

實(shí)地調(diào)查主要包括以下幾個(gè)方面。

2.2.1內(nèi)業(yè)解譯判讀

根據(jù)調(diào)查底圖采用人工詢問的方式大致確定拆舊地塊位置,依據(jù)前期調(diào)查的名單(包括移民搬遷、易地搬遷和自愿搬遷三種類型[14-15])逐戶確認(rèn)是否愿意騰退,與此同時(shí),村上熟悉遙感影像及其各住戶分布情況的工作人員在奧維互動(dòng)地圖或者Google Earth地圖上指出相應(yīng)的位置,并記錄姓名、戶數(shù)、人數(shù)和拆舊地塊現(xiàn)狀等信息。

2.2.2外業(yè)調(diào)查

一是根據(jù)內(nèi)業(yè)判讀結(jié)果結(jié)合指界人員計(jì)劃外業(yè)調(diào)查路線,二是利用奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端實(shí)地驗(yàn)證拆舊地塊位置及其信息的準(zhǔn)確性,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況在奧維互動(dòng)地圖手機(jī)端做好記錄工作。

2.3 數(shù)據(jù)入庫

2.3.1數(shù)據(jù)導(dǎo)入

根據(jù)奧維互動(dòng)地圖和Google Earth的測(cè)繪成果,以kml文件為中間格式數(shù)據(jù),將其導(dǎo)入到ArcGIS中。

2.3.2數(shù)據(jù)編輯

基于年度變更數(shù)據(jù)庫、實(shí)地調(diào)查的地塊信息,對(duì)拆舊地塊層進(jìn)行圖斑合并、圖斑分割、圖斑邊線調(diào)整和圖斑屬性填寫等工作。

2.3.3質(zhì)量檢查

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查包括拓?fù)錂z查、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、屬性數(shù)據(jù)規(guī)范性、和成果完整性檢查。通過檢查后,按照設(shè)定的規(guī)則形成最終的數(shù)據(jù)庫成果,滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)的需求。

3 “3S”在增減掛鉤項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)分析

3.1 GIS在增減掛鉤項(xiàng)目中的優(yōu)勢(shì)分析

ArcGIS平臺(tái)是GIS的典型代表之一,具備強(qiáng)大的空間分析能力,能夠處理復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)和屬性信息滿足增減掛鉤項(xiàng)目的需要,其優(yōu)勢(shì)主要分為以下兩個(gè)部分：

一是前期數(shù)據(jù)預(yù)處理,拆舊地塊分布較為分散涉及工業(yè)用地、采礦用地、農(nóng)村宅基地和科教文衛(wèi)用地等。為了實(shí)施精準(zhǔn)調(diào)查、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高工作效率。在實(shí)地調(diào)查之前,基于ArcGIS利用第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查DOM影像、Google Earth影像和最新年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫,根據(jù)相關(guān)文件要求對(duì)擬調(diào)查的拆舊地塊進(jìn)行篩選。

二是數(shù)據(jù)建庫：采用ArcGIS作為數(shù)據(jù)庫平臺(tái),不僅方便與國(guó)家數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)接,而且還可以導(dǎo)出導(dǎo)入kml、dxf、dwg、shp等文件，表1為導(dǎo)出部分?jǐn)?shù)據(jù),有利于數(shù)據(jù)的采集、編輯、檢查和共享。同時(shí)可以方便地查詢鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、村以及個(gè)人的拆舊地塊信息,滿足各相關(guān)部門的需求。

表1 部分導(dǎo)出數(shù)據(jù)

3.2 RS在增減掛鉤項(xiàng)目中的優(yōu)勢(shì)分析

奧維互動(dòng)地圖和Google Earth能夠提供高分辨的多源遙感影像,二者在水利、氣象、勘測(cè)和線路選線等許多行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。奧維互動(dòng)地圖在增減掛鉤項(xiàng)目中的優(yōu)勢(shì)主要分為兩個(gè)部分：一是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。由圖1可知“三調(diào)”影像局部較為模糊給內(nèi)業(yè)判讀、編輯和修改造成了一定的困難,而奧維互動(dòng)地圖(圖2)相對(duì)清晰,通過插件可以將數(shù)據(jù)源加載到ArcGIS中,方便與“三調(diào)”影像進(jìn)行對(duì)比核實(shí)；二是實(shí)地調(diào)查方面。奧維互動(dòng)地圖數(shù)據(jù)源時(shí)效性較高,提供天地圖影像、中國(guó)資源衛(wèi)星日新圖、Google衛(wèi)星圖和百度衛(wèi)星圖等。奧維互動(dòng)地圖支持移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和GPS信號(hào)的兩種定位方式,特別是在移動(dòng)信號(hào)較弱的山區(qū)調(diào)查中優(yōu)勢(shì)明顯,可以有效提高野外調(diào)查的工作效率。

圖1 三調(diào)影像圖

圖2 奧維互動(dòng)地圖影像

Google Earth主要的優(yōu)勢(shì)是它具有多年的歷史影像,有些拆舊地塊現(xiàn)狀已經(jīng)坍塌房屋相關(guān)資料年代比較久遠(yuǎn),這時(shí)候通過查看歷史影像結(jié)合年度變更庫的資料就很容易發(fā)現(xiàn)其具體位置,還有些位于溝里深處,現(xiàn)狀可能已經(jīng)長(zhǎng)滿荒草，從“三調(diào)”影像和奧維互動(dòng)地圖中無法識(shí)別。但從Google Earth歷史影像中可以清晰看到房屋的輪廓,而在三調(diào)影像上已經(jīng)無法辨認(rèn),結(jié)合變更數(shù)據(jù)庫可知,該地塊屬于拆舊地塊。

3.3 GPS在增減掛鉤項(xiàng)目中的優(yōu)勢(shì)分析

野外調(diào)查時(shí)定位主要是依靠手機(jī)的GPS功能,在沒有移動(dòng)信號(hào)的情況下論文對(duì)幾個(gè)品牌手機(jī)進(jìn)行了分析,不同品牌的手機(jī)定位效果也不同。當(dāng)前的大多數(shù)智能手機(jī)使用的是L1頻段的GPS信號(hào)進(jìn)行定位,缺點(diǎn)是碼率低、速度慢、精度差,而且還會(huì)受到電離層延時(shí)和建筑物反射干擾。文中采用的小米8手機(jī),文獻(xiàn)[16]對(duì)小米手機(jī)的GPS定位功能進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)測(cè),該手機(jī)使用了L1+L5雙頻雙路定位模式,可以有效校正電離層延時(shí)的問題,極大地提升了定位精度[16],滿足拆舊地塊的野外調(diào)查工作。

4 結(jié)束語

論文以商南縣建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目為例,基于“3S”技術(shù)提出了一種適應(yīng)于城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目調(diào)查的新方法。利用年度土地變更調(diào)查成果為底圖,運(yùn)用ArcGIS軟件快速獲得拆舊地塊的分布情況,有利于確定重點(diǎn)調(diào)查對(duì)象,而且利用其導(dǎo)出的kmz文件還可以規(guī)劃野外調(diào)查的具體路線;利用奧維互動(dòng)地圖結(jié)合手機(jī)GPS定位功能不僅可以快速到達(dá)需要調(diào)查的拆舊地塊,而且還可以在奧維互動(dòng)地圖上使用文字、語音和現(xiàn)場(chǎng)照片記錄相關(guān)信息,極大地提高了內(nèi)外業(yè)工作效率,降低了生產(chǎn)成本。